氢和氦在气体巨星内部的压力和温度下分离

木星的大气（如图）主要由氢和氦组成。在这颗气态巨行星的深处，氦可能会形成落下的氦雨滴。

JPL-CALTECH/NASA、SWRI、MSSS。PRATEEK SARPAL 的图像处理( CC NC-SA )

少量氦雨可能会落在木星上。

根据5月27日《自然》杂志报道的实验室实验，在这颗气态巨星内部的压力和温度下，构成其大气大部分的氢和氦不会混合。这表明，在木星大气层深处，氢和氦分离，氦形成的液滴比氢的密度大，导致它们像雨一样落下(SN:4/19/21)。

木星大理石般的外表是我们非常熟悉的领域，但在云顶下面发生了什么仍然不清楚。因此，研究人员设计了一个实验来压缩氢和氦，使其压力达到地球大气压力的近200万倍，温度达到数千摄氏度，类似于气体巨星的内层。

加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的物理学家米勒特说:“我们正在复制行星内部的条件。”

Millot和他的同事们将氢和氦的混合物挤压在两个钻石之间，然后用强大的激光对混合物进行进一步的压缩。随着压力和温度的增加，研究人员发现这种材料的反射能力突然增加。这表明氦从氢中分离出来，氢在这种条件下变成了液态金属(SN:8/10/16)。在更高的压力和温度下，反射率下降，表明氢和氦开始再次混合。

研究人员计算出，氢和氦会在木星云顶下11000公里处分离，深达22000公里。

这些结果可以帮助科学家解释航天器伽利略(SN:2/18/02)和朱诺(SN:3/7/18)的观测结果，比如木星大气层外层的氦比预期的要少。

引文

S. Brygoo et al. Evidence of hydrogenhelium immiscibility at Jupiter-interior conditions. Nature. Vol.593, May 27,2021, p.517. doi:10.1038/s41586-021-03516-0.